KR20120040043A

KR20120040043A - 진공차단기의 차징장치

Info

Publication number: KR20120040043A
Application number: KR1020100101554A
Authority: KR
Inventors: 류치용
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2010-10-18
Filing date: 2010-10-18
Publication date: 2012-04-26
Also published as: CN102568919B; KR101412608B1; CN102568919A

Abstract

본 발명은 진공차단기의 차징장치에 있어서 투입시 발생할 수 있는 차징기어의 역회전에 의한 차징기어와 스톱폴의 충돌을 완충하여 구성품의 파손 및 마모를 방지하는 진공차단기의 차징장치에 관한 것으로, 모터로부터 동력을 전달받아 회전되는 차징기어; 상기 차징기어의 회전력을 전달하는 레버; 및 상기 레버에 의해 인장되며, 후크와 스토퍼를 구비한 투입스프링;을 포함하고, 상기 투입스프링의 복귀변위가 상기 후크와 스토퍼의 접촉에 의해 제한되는 것을 특징으로 하여 구성된다.

Description

진공차단기의 차징장치{CHARGING APPARATUS OF VACUUM CIRCUIT BREAKER}

본 발명은 진공차단기의 차징장치에 있어서 투입시 발생할 수 있는 차징기어의 역회전에 의한 차징기어와 스톱폴의 충돌을 완충하여 구성품의 파손 및 마모를 방지하는 진공차단기의 차징장치에 관한 것이다.

진공차단기(vacuum circuit braker,VCB)는 선로 상에서 정상 전류의 개폐 및 사고 전류 발생시 계전기 등의 신호에 의해 그 사고 전류를 차단하는 전기 기기이다.

일반적으로 진공차단기는, 차단시 발생 되는 아크(arc)를 진공 인터럽터(interupter)라고 하는 고진공의 밀폐용기 내에서 소호시켜 신속하게 회로를 분리시킴으로써, 회로 및 기기를 보호하게 된다. 그에 따라 개폐수명이 길고 소형경향이 가능하고 소호성능이 우수하여 고압계통에서 많이 사용된다.

일반적으로 진공차단기는 주회로부와 대차부 및 보조장치로 구성된다. 상기 주회로부에는 전류차단부, 적연부 및 소호장치가 구비되는데, 전류차단부에는 접점을 구성하는 요소와 가동접점과 고정접점이 구비된다. 상기 가동접점은 진공차단기의 대차부에 설치되어 있는 기계가동부에 연동되어 투입상태에서는 고정접점과 접촉되어 있고, 차단상태에서는 고정접점으로부터 분리되어 있다. 상기 대차부는 진공차단기의 접점을 개폐하는 기계적인 구조로서, 진공차단기의 전면에 설치된 모든 작동장치가 이에 해당되며, 차징장치도 대차부에 위치한다.

진공차단기의 경우 진공 인터럽터(interupter)에서 가동접점과 고정접점을 접촉시켜 회로를 연결(ON)시키기 위해서는 전동기에 의해 인장되어 에너지를 축적한 투입스프링이 필요하다. 즉, 고전압이 흐르는 접점들이 근접하는 경우 아크가 발생할 수 있기 때문에, 빠른 시간에 순간적으로 접점들을 접촉시키는 것이 필요하다. 그에 따라 인장되어 탄성에너지를 축적하여 순간적으로 복귀될 수 있는 투입스프링이 사용된다.

도 1은 종래 기술에 의한 진공차단기의 차징장치를 도시하고 있다. 차징장치는 모터(5)가 구동되면 모터의 회전력이 차징폴(3,charging pawl)에 전달수단(6,7)을 통해 전달되고, 차징폴(3)이 축을 중심으로 회전하며 차징기어(2)의 기어치를 하나씩 밀면서 차징기어를 회전시키게 된다. 차징기어(2)는 크랭크 샤프트(10)에 장착되어 있으며, 차징기어의 회전에 연동되어 크랭크(11)에 연결된 커넥팅 로드(8)가 레버(9)를 회전시키게 된다. 레버의 타단에는 투입스프링(1)이 연결되어 있어서, 차징기어의 회전에 의한 레버의 회전은 투입스프링을 인장시켜서 투입스프링에 탄성에너지를 축적시킨다. 이때, 차징기어는 스탑폴(4,stop pawl)에 의해 역회전이 방지되어 투입스프링에 에너지 축적이 유지된다.

차단기에서 투입신호가 전달되면 래치(미도시)가 해제되어 투입스프링이 복귀되고, 투입스프링의 탄성력에 의해 순간적으로 레버를 회전되게 하며, 레버에 연결된 링크기구(미도시)가 연동되어 가동접점과 고정접점간의 연결이 순간적으로 이루어지며 투입이 완료된다.

이러한 진공차단기의 경우, 차징기어는 크랭크에 일체로 회전하는 구조를 가진다. 따라서 투입시에 인장된 투입스프링이 복귀하게 되면, 레버의 회전에 의해 차징기어는 역회전을 하게 된다. 그에 따라 차징기어(2)의 기어치와 차징폴(3) 및 스탑폴(4)과의 충돌이 발생하는 문제가 발생한다. 즉, 투입시 투입스프링의 탄성력에 의해 차징기어에 충격하중이 전달되는 것이다.

차징기어의 경우 잦은 정회전과 역회전이 반복될 수 있기 때문에 차징기어의 기어치와 차징폴 및 스탑폴과의 충돌은 파손을 야기할 수 있다. 나아가 차징시에 차징폴이 차징기어를 밀어올리지 못하여 차징동작이 이루어지지 못하게 되고, 모터의 과부하도 야기할 수 있다.

본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 진공차단기의 투입시 투입스프링에 의해 차징기어로 전달되는 충격하중을 완충하여 기어치와 폴(pawl)의 마모 또는 손상을 방지할 수 있는 진공차단기의 차징장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진다.

본 발명은 모터로부터 동력을 전달받아 회전되는 차징기어; 상기 차징기어의 회전력을 전달하는 레버; 및 상기 레버에 의해 인장되며, 후크와 스토퍼를 구비한 투입스프링;을 포함하고, 상기 투입스프링의 복귀변위가 상기 후크와 스토퍼의 접촉에 의해 제한되는 것을 특징으로 하여 구성된다.

보다 상세하게는 모터로부터 동력을 전달받아 회전되는 차징폴; 상기 차징폴에 의해 회전되는 차징기어; 상기 차징기어의 역회전을 방지하는 스탑폴; 상기 차징기어가 장착되는 크랭크축과 크랭크; 상기 크랭크에 연결되는 커넥팅 로드에 일단에 연결되어 회동되는 레버; 및 상기 레버에 연결되어 레버의 회동에 의해 인장되는 투입스프링;을 포함하고, 상기 투입스프링은 후크와 스토퍼를 구비하여, 인장된 투입스프링의 복귀에 의한 상기 차징기어와 차징폴 및 스탑폴의 충돌을 상기 후크와 스토퍼의 충돌에 의해 완충하도록 구성된다.

본 발명의 상기와 같은 구성의 측면은 투입스프링의 탄성력을 후크와 스토퍼를 충돌시켜 어느 정도 흡수하도록 구성된 것이며, 그에 따라 인장된 투입스프링의 복귀에 의해 차징기어로 전달되는 충격하중을 완충할 수 있도록 하며, 기어치와 폴(pawl)의 손상 및 마모를 방지하는 효과를 가진다.

한편 본 발명은 상기 레버가 돌출부를 포함하고, 상기 후크는 장공을 포함하여, 상기 돌출부가 상기 장공에 장공의 길이방향으로 이동가능하게 결합됨에 의해 상기 후크와 레버와 결합되고, 레버의 회동이 투입스프링에 전달되어 투입스프링이 인장되되, 인장된 투입스프링의 복귀에 의한 상기 후크와 스토퍼의 충돌을 상기 돌출부가 상기 장공의 길이방향으로 이동됨에 의해 완충하도록 구성된다.

본 발명의 상기와 같은 구성의 측면은 후크와 스토퍼의 충돌시 발생되는 충격을 완화시키기 위하여, 후크에 대해 상대운동 가능한 레버에 전달되는 충격을 레버의 돌출부가 장공의 길이방향으로 이동함에 의해 어느 정도 흡수하도록 구성된 것이다. 그에 따라 레버에 전달되는 충격이 줄어들거나, 충격이 가해지는 시간이 증가되어 충격량이 감소하게 되는 효과를 가지데 된다. 즉, 레버를 통해 차징기어로 전달되는 충격하중이 줄어드는 효과를 가지게 된다.

한편 상기 스토퍼는 상기 후크와 대향되는 측 투입스프링의 단부에서 투입스프링의 권선된 내부로 소정의 길이만큼 연장형성되도록 구성되어 있다.

본 발명의 상기와 같은 구성의 측면은, 스토퍼의 연장된 길이에 의해 인장된 투입스프링이 완전히 복귀하지 못하게 하고, 후크와의 충돌에 의해 탄성력을 흡수할 수 있도록 하여 차징기어로 전달되는 충격하중이 줄어드는 효과를 가지게 된다.

또한, 상기 스토퍼는 탄성체로 형성되어 상기 후크와의 충돌을 완충하도록 구성할 수도 있다.

본 발명의 상기와 같은 구성의 측면은, 후크와의 충돌에 의해 탄성력을 보다 효율적으로 흡수할 수 있도록 하여 차징기어로 전달되는 충격하중이 줄어드는 효과를 가지게 된다.

본 발명은 상기와 같은 구성에 의해 다음과 같은 효과를 가진다.

본 발명은 투입스프링의 탄성력을 후크와 스토퍼를 충돌시켜 어느 정도 흡수하도록 구성된 것이며, 그에 따라 인장된 투입스프링의 복귀에 의해 차징기어로 전달되는 충격하중을 완충할 수 있도록 하며, 기어치와 폴(pawl)의 손상을 방지하는 효과를 가진다.

또한 본 발명은 후크와 스토퍼의 충돌시 발생되는 충격을 완화시키기 위하여, 후크에 대해 상대운동 가능한 레버에 전달되는 충격을 레버의 돌출부가 장공의 길이방향으로 이동함에 의해 어느 정도 흡수하여, 레버에 전달되는 충격이 줄어들거나, 레버에 충격이 가해지는 시간이 증가되어 충격량이 감소하게 되는 효과를 가지게 된다. 즉, 레버를 통해 차징기어로 전달되는 충격하중이 줄어드는 효과를 가지게 된다.

도 1은 종래기술인 진공차단기의 차징장치의 개략도.
도 2는 본 발명의 진공차단기의 차징장치의 차징상태를 나타내는 개략도.
도 3은 도 2의 차징장치의 디스차징상태를 나타내는 개략도.
도 4는 도 2의 차징장치의 투입스프링의 차징상태를 나타내는 개략도.
도 5는 도 4의 투입스프링의 디스차징상태를 나타태는 개략도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 통해 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대해서 설명한다.

도 2는 본 발명의 진공차단기의 차징장치의 차징상태를 나타내는 개략도를, 도 3은 도 2의 차징장치의 디스차징상태를 나타내는 개략도를, 도 4는 도 2의 차징장치의 투입스프링의 차징상태를 나타내는 개략도를, 도 5는 도 4의 투입스프링의 디스차징상태를 나타태는 개략도를 도시하고 있다.

이하 진공차단기에 대한 일반적인 설명은 생략하고, 진공차단기의 차징장치를 중심으로 본 발명의 양호한 실시예에 대하여 설명한다.

도 2와 도 3에서 본 발명은 진공차단기의 차징장치는 모터로부터 동력을 전달받아 회전되는 차징폴; 상기 차징폴에 의해 회전되는 차징기어; 상기 차징기어의 역회전을 방지하는 스탑폴; 상기 차징기어가 장착되는 크랭크축과 크랭크; 상기 크랭크에 연결되는 커넥팅 로드에 일단에 연결되어 회동되는 레버; 및 상기 레버에 연결되어 레버의 회동에 의해 인장되는 투입스프링;을 포함하고 있다.

상기 차징폴(미도시)은 모터의 회전력을 전달받아 차징기어를 회전시켜 투입스프링을 인장되도록 하는 장치를 말한다. 즉, 모터에서 전달된 에너지를 차징기어를 통해 투입스프링에 전달하여, 투입스프링에 탄성에너지를 축적시키는 것이다.

차징폴은 일반적으로 널리 알려진 형상을 가지며, 후술할 스탑폴(70)과 유사한 형상을 가진다. 즉, 회전축에 회동가능하게 결합되어 있으며, 만곡된 막대 형상으로 되어 있으며, 단부가 적어도 예각을 이루고 있어서 차징기어의 기어치(61)가 맞물려 차징기어가 역회전하는 것을 방지하고 있다. 또한 모터로부터 회전력을 전달받아 회전하며 차징기어의 기어치를 하나씩 밀어올리며 차징기어를 회전시키되 차징기어의 역회전은 방지한다.

상기 차징기어(60)는 도 2와 도 3에 도시되듯이 크랭크 축(80)에 연결되어 있으며, 기어치(61)를 구비한 원형의 형상을 가진다. 기어치는 일방만을 향하여 경사지도록 되어 있으며, 타방을 향하여는 적어도 직각 또는 예각을 형성하도록 형성되어 있다. 따라서 일방으로는 폴(pawl)의 저항을 받지 않고 회전이 가능하지만 타방으로는 폴(pawl)의 저항에 의해 회전이 제한되어 역회전이 방지될 수 있도록 형성되어 있다.

상기 차징기어(60)는 차징폴(미도시)로부터 모터에서 전달된 회전력을 전달받아 회전하게 되고, 후술할 레버(30)를 통해 투입스프링(20)에 에너지를 전달하게 된다. 즉, 도 2과 같이 투입스프링을 인장시켜 차징상태에 있도록 한다.

상기 스탑폴(70)은 도 2와 도 3에 도시되어 있듯이, 차징기어(60)의 외주부에 접하여 배치되며, 각각의 회전축에 회동가능하게 결합되어 있다. 이때, 스탑폴(70)은 탄성력을 가진 복귀스프링(미도시)에 연결되어 회동각도에 있어서 제한되어 있고, 회동되더라도 즉시 복귀된다. 그에 따라 스탑폴은 상기 차징기어가 일방으로 회전하게 되면 소정의 각도만큼 회동되어 차징기어의 회전을 허용하게 되지만, 즉시 복귀되어 차징기어의 역회전을 방지하게 된다.

상기 크랭크축(80)과 크랭크(50)는 차징기어와 연동되어 차징기어의 회전력을 커넥팅로드(40)를 통해 후술할 레버(30)에 전달하는 구성이다. 크랭크축(80)은 차징기어(60)의 회전축이 되기도 하며, 차징기어와 일체로 회전하게 된다. 크랭크(50)는 차징기어의 회전축이 되는 크랭크축과 편심되게 형성된 구성으로 회전운동을 직선운동을 변환시키는 기능을 한다. 보다 상세한 설명은 일반적인 구성이기 때문에 생략한다.

상기 레버(30)는 도 2와 도 3과 같이 회전축(31)을 중심으로 회동가능하게 되어 있으며, 커넥팅로드(40)를 통해 전달된 에너지를 투입스프링(20)에 전달하는 기능을 한다. 한편 도 4와 도 5에 도시되듯이 상기 레버(30)는 투입스프링과 연결되는 단부에 돌출부(32)가 형성되어 있다. 상기 돌출부(32)는 후술할 후크(21)에 결합된다.

상기 투입스프링(20)은 권선된 형태의 탄성체로, 본 발명에서는 인장스프링을 사용한다. 상기 투입스프링(20)은 권선된 내부에 후크(21)와 스토퍼(22)를 구비하고 있다. 본 발명에서 상기 후크와 스토퍼는 차징기어(60)의 기어치와 차징폴 및 스탑폴의 충돌을 완화시키는 기능을 한다.

즉, 인장된 투입스프링은 투입신호에 의해 도 3과 같이 디스차징상태로 복귀하게 되는데, 투입스프링의 복귀시에 복귀거리에 있어서 소정의 거리를 복귀한 후에 상기 후크(21)와 스토퍼(22)가 접촉하게 하여, 투입스프링의 복귀거리를 제한하게 되는 것이다. 이러한 투입스프링의 동작은 도 4와 도 5에 보다 상세하게 도시되어 있다.

도 4에서는 투입스프링이 인장된 상태이고, 도 5에서는 디스차징된 상태에서 투입스프링이 소정의 거리만큼 복귀되되 후크와 스토퍼의 접촉에 의해 복귀변위가 제한되는 것이 도시되어 있다. 도 5에서 후크의 일단부에 위치하는 접촉면(21a)과 스토퍼의 일단부에 위치하는 접촉면(22a)은 서로 마주하고 있어서 근접하여 접촉하는 경우 후크의 움직임을 차단하게 되어 투입스프링의 복귀를 제한하게 된다.

인장스프링의 경우 축적된 탄성에너지는 변위의 제곱에 비례한다. 본 발명의 경우 이러한 투입스프링의 복귀변위를 제한하게 되어, 축적된 탄성에너지가 차징기어로 전달되는 것을 제한하게 된다. 그에 따라 차징기어에 전달되는 충격하중이 줄어들게 되는 효과를 가지게 된다. 즉, 투입스프링의 탄성력을 후크와 스토퍼를 충돌시켜 어느 정도 흡수하도록 구성하여, 인장된 투입스프링의 복귀에 의해 차징기어로 전달될 충격하중을 완충할 수 있도록 하며, 기어치와 폴(pawl)의 손상 및 마모를 방지하는 효과를 가진다.

도 4와 도 5에 도시되듯이, 상기 후크(21)는 투입스프링에서 레버측 단부에 위치하며, 레버에 연결되어 있어서, 레버의 회전에 의해 투입스프링을 인장시킬 수 있다. 특히 상기 후크(21)는 장공(23)을 포함하고 있다. 상기 장공(23)에 전술한 돌출부(32)가 수용되어 후크와 레버가 결합된다.

상기 장공(23)과 돌출부(32)의 결합은 상기 돌출부가 상기 장공에 장공의 길이방향으로 이동가능하게 결합되는 점에 특징이 있다. 레버의 회동이 투입스프링에 전달되어 투입스프링이 인장된 후에, 투입신호에 의해 투입스프링은 복귀하게 된다.

이 때, 투입스프링의 복귀변위를 후크와 스토퍼의 접촉에 의해 제한하게 되는데, 투입스프링은 탄성력에 의해 순각적으로 수축하게 되어 상기 후크와 스토퍼는 급격한 충돌을 하며 접촉하게 된다. 따라서 상기 돌출부가 상기 장공의 길이방향으로 이동가능하면, 레버의 움직임을 제한하지 않으면서도 후크가 일시적으로 반발되어 튕겨질 수 있어서 충격이 온전히 후크와 스토퍼에 잔존하지 않게 되며, 나아가 레버에 충격이 온전히 전달되지 않도록 한다.

즉, 상기 돌출부가 상기 장공의 길이방향으로 이동됨에 의해 후크와 스토퍼의 충돌시 발생되는 충격을 완화시키며, 후크에 대해 상대운동 가능한 레버에 전달되는 충격을 레버의 돌출부가 장공의 길이방향으로 이동함에 의해 어느 정도 흡수하도록 구성된 것이다. 그에 따라 레버에 전달되는 충격이 줄어들거나, 충격이 가해지는 시간이 증가되어 충격량이 감소하게 되는 효과를 가지데 된다. 즉, 레버를 통해 차징기어로 전달되는 충격하중이 줄어드는 효과를 가지게 된다.

한편 상기 스토퍼(22)는 도 4와 도5에 도시되어 있듯이 상기 후크와 대향되는 측 투입스프링의 단부에서 투입스프링의 권선된 내부로 소정의 길이만큼 연장형성되도록 구성되어 있다.

또한, 상기 스토퍼(22)는 탄성체로 형성될 수도 있다. 그에 따라 상기 후크와의 충돌을 완충하도록 구성된다. 본 발명의 상기와 같은 구성의 측면은, 후크와의 충돌에 의해 탄성력을 보다 효율적으로 흡수할 수 있도록 하여 차징기어로 전달되는 충격하중이 줄어드는 효과를 가지게 된다.

이상 첨부도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 권리범위는 그러한 실시예 및/또는 도면에 제한되는 것으로 해석되어서는 아니되고 후술하는 특허청구범위에 기재된 사항에 의하여 결정된다. 그리고 특허청구범위에 기재되어 있는 발명의 당업자에게 자명한 개량, 변경, 수정 등도 본 발명의 권리범위에 포함된다는 점이 명백하게 이해되어야 한다.

20 : 투입스프링 21 : 후크
22 : 스토퍼 30 : 레버
40 : 커넥팅로드 50 : 크랭크
60 : 차징기어 70 : 스탑폴
80 : 크랭크축

Claims

모터로부터 동력을 전달받아 회전되는 차징기어;
상기 차징기어의 회전력을 전달하는 레버; 및
상기 레버에 의해 인장되며, 내부에 후크와 스토퍼를 구비한 투입스프링;을 포함하고,
상기 투입스프링의 복귀변위가 상기 후크와 스토퍼의 접촉에 의해 제한되는 것을 특징으로 하는, 진공차단기의 차징장치.
제1항에 있어서,
상기 레버는 돌출부를 포함하고, 상기 후크는 장공을 포함하여,
상기 돌출부가 상기 장공에 장공의 길이방향으로 이동가능하게 결합되고,
상기 돌출부가 상기 장공의 길이방향으로 이동되어 상기 후크와 스토퍼의 접촉이 완충되는, 진공차단기의 차징장치.
제2항에 있어서,
상기 스토퍼는 상기 후크와 대향되는 측 투입스프링의 단부에서 투입스프링의 권선된 내부로 소정의 길이만큼 연장된, 진공차단기의 차징장치.
제3항에 있어서,
상기 스토퍼는 탄성체로 형성되어 상기 후크와의 충돌을 완충하는, 진공차단기의 차징장치.